[發(fā)明專(zhuān)利]一種核殼結(jié)構(gòu)纖維的制備及得到的核殼結(jié)構(gòu)纖維與其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811158575.0
• 申請(qǐng)日: 2018-09-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109243840B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 隋坤艷;潘娜;崔慧琳;譚業(yè)強(qiáng);范汶鑫;趙聘
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 青島大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01G11/24
• 分類(lèi)號(hào): H01G11/24;H01G11/86;H01G11/30;H01G11/36
• 代理公司: 青島申達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37243
• 代理人: 霍本俊

本發(fā)明公開(kāi)了一種核殼結(jié)構(gòu)纖維的制備及得到的核殼結(jié)構(gòu)纖維與其應(yīng)用，其中，利用濕法紡絲的方法將含有惰性導(dǎo)電材料的低分子量天然多糖聚電解質(zhì)作為紡絲液，以高分子量多糖類(lèi)聚電解質(zhì)水溶液為凝固浴，將紡絲液經(jīng)注射器注入凝固浴內(nèi)，得到核殼結(jié)構(gòu)的纖維；所述制備方法簡(jiǎn)單、成本低、適于規(guī)模化生產(chǎn)，同時(shí)，所制得的纖維可用于電容器的制作，其中，外層生成的天然多糖聚電解質(zhì)的外殼能夠很好地防止兩電極短路，提高了電容器的安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及纖維領(lǐng)域，尤其涉及核殼結(jié)構(gòu)纖維，具體地，涉及一種核殼結(jié)構(gòu)纖維的制備及得到的核殼結(jié)構(gòu)纖維與其應(yīng)用。

背景技術(shù)

線(xiàn)性超級(jí)電容器由于體積小、靈活性強(qiáng)以及可穿戴的優(yōu)勢(shì)，受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。

但是，大多數(shù)柔性電容器的電極都是裸露的，當(dāng)兩電極相互接觸時(shí)很容易短路，從而發(fā)生危險(xiǎn)。

目前，人們通常采用涂層技術(shù)，在裸露的電極外涂上一層PVA固體電解質(zhì)的方法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，這在一定程度上可以降低發(fā)生短路的概率。

但是，涂層工藝相對(duì)復(fù)雜、耗時(shí)，而且難以在電極外涂覆均勻，導(dǎo)致電容器性能的下降。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述問(wèn)題，本發(fā)明人進(jìn)行了銳意研究，提供一種可用于制作電容器的核殼結(jié)構(gòu)纖維的制備，其制備成本低且適于規(guī)模化生產(chǎn)；同時(shí)，所述核殼結(jié)構(gòu)纖維的內(nèi)核為惰性導(dǎo)電材料，可作為電極，外層為天然多糖的絡(luò)合物，在解決線(xiàn)性電極安全的前提下，也保證了作為可穿戴設(shè)備的無(wú)毒性。

本發(fā)明一方面在于提供一種核殼結(jié)構(gòu)纖維的制備方法，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(1)一種核殼結(jié)構(gòu)纖維的制備方法，其中，所述方法包括以下步驟：

步驟1、將低分子量多糖類(lèi)聚電解質(zhì)加入水中，得到第一溶液；

步驟2、將惰性導(dǎo)電材料分散到第一溶液中得到紡絲液；

步驟3、將高分子量多糖類(lèi)聚電解質(zhì)加入水中，得到凝固浴；

步驟4、將步驟2得到的紡絲液擠出到步驟3得到的凝固浴中，得到所述纖維。

(2)根據(jù)上述(1)所述的制備方法，其中，所述惰性導(dǎo)電材料選自石墨烯和/或碳納米管。

(3)根據(jù)上述(1)或(2)所述的制備方法，其中，所述低分子量多糖類(lèi)聚電解質(zhì)與所述高分子量多糖類(lèi)聚電解質(zhì)帶有相反電荷。

(4)根據(jù)上述(1)至(3)之一所述的制備方法，其中，在步驟1中，

所述低分子量多糖類(lèi)聚電解質(zhì)的分子量為2000～10000Da，優(yōu)選為2000～6000Da；和/或

所述低分子量多糖類(lèi)聚電解質(zhì)選自殼寡糖、海藻酸鈉寡糖或卡拉膠寡糖。

(5)根據(jù)權(quán)利要求(1)至(4)之一所述的制備方法，其特征在于，在步驟3中，

所述高分子量多糖類(lèi)聚電解質(zhì)的分子量為100000～800000Da，優(yōu)選為300000～700000Da，更優(yōu)選為400000～600000Da；和/或

所述高分子量多糖類(lèi)聚電解質(zhì)選自殼聚糖、海藻酸鈉或卡拉膠。

(6)根據(jù)上述(1)至(5)之一所述的制備方法，其中，

在步驟1中，在所述第一溶液中，低分子量多糖類(lèi)聚電解質(zhì)的質(zhì)量百分比濃度為5～40％，優(yōu)選為5～25％；和/或

在步驟3中，在所述凝固浴中，高分子量多糖類(lèi)聚電解質(zhì)的質(zhì)量百分比濃度為0.5～5％，優(yōu)選為0.5～3％，更優(yōu)選為0.5％～1％。